Plasmaj ecoj
La naturo de plasmo en plasmo-plifortigita kemia vapora demetado estas, ke ĝi dependas de la kineta energio de la elektronoj en la plasmo por aktivigi la kemiajn reakciojn en la gasa fazo. Ĉar plasmo estas kolekto de jonoj, elektronoj, neŭtralaj atomoj kaj molekuloj, ĝi estas elektre neŭtrala je la makroskopa nivelo. En plasmo, granda kvanto da energio estas stokita en la interna energio de la plasmo. Plasmo estas origine dividita en varman plasmon kaj malvarman plasmon. En la PECVD-sistemo, ĝi estas malvarma plasmo, kiu formiĝas per malaltprema gasa malŝarĝo. Ĉi tiu plasmo produktita per malaltprema malŝarĝo sub kelkaj centoj da Pa estas ne-ekvilibra gasa plasmo.
La naturo de ĉi tiu plasmo estas jena:
(1) Neregula termika moviĝo de elektronoj kaj jonoj superas ilian direktitan moviĝon.
(2) Ĝian jonigan procezon ĉefe kaŭzas la kolizio de rapidaj elektronoj kun gasmolekuloj.
(3) La averaĝa termika movo-energio de elektronoj estas 1 ĝis 2 grandordojn pli alta ol tiu de pezaj partikloj, kiel molekuloj, atomoj, jonoj kaj liberaj radikaluloj.
(4) La energiperdo post la kolizio de elektronoj kaj pezaj partikloj povas esti kompensata per la elektra kampo inter kolizioj.
Estas malfacile karakterizi malalt-temperaturan neekvilibran plasmon kun malgranda nombro da parametroj, ĉar ĝi estas malalt-temperatura neekvilibra plasmo en PECVD-sistemo, kie la elektrontemperaturo Te ne estas la sama kiel la temperaturo Tj de la pezaj partikloj. En PECVD-teknologio, la ĉefa funkcio de la plasmo estas produkti kemie aktivajn jonojn kaj liberajn radikalulojn. Ĉi tiuj jonoj kaj liberaj radikaluloj reagas kun aliaj jonoj, atomoj kaj molekuloj en la gasa fazo aŭ kaŭzas kraddamaĝon kaj kemiajn reakciojn sur la substrata surfaco, kaj la rendimento de aktiva materialo estas funkcio de elektrondenseco, reakcianta koncentriĝo kaj rendimenta koeficiento. Alivorte, la rendimento de aktiva materialo dependas de la elektra kampa forto, gaspremo kaj la averaĝa libera distanco de la partikloj dum la kolizio. Ĉar la reakcianta gaso en la plasmo disiĝas pro la kolizio de alt-energiaj elektronoj, la aktiviga bariero de la kemia reakcio povas esti superita kaj la temperaturo de la reakcianta gaso povas esti reduktita. La ĉefa diferenco inter PECVD kaj konvencia CVD estas, ke la termodinamikaj principoj de la kemia reakcio estas malsamaj. La disiĝo de gasmolekuloj en la plasmo estas neselektema, do la filmtavolo deponita per PECVD estas tute malsama ol konvencia CVD. La fazkonsisto produktita per PECVD eble estas unika en ne-ekvilibra stato, kaj ĝia formiĝo jam ne estas limigita de la ekvilibra kinetiko. La plej tipa filmtavolo estas amorfa stato.
PECVD-ecoj
(1) Malalta depoziĝa temperaturo.
(2) Redukti la internan streĉon kaŭzitan de la misagordo de la lineara ekspansiokoeficiento de la membrano/baza materialo.
(3) La deponiĝofteco estas relative alta, precipe la deponiĝo je malalta temperaturo, kio favoras la akiron de amorfaj kaj mikrokristalaj filmoj.
Pro la malalt-temperatura procezo de PECVD, termika difekto povas esti reduktita, reciproka difuzo kaj reakcio inter la filmtavolo kaj substrata materialo povas esti reduktitaj, ktp., tiel ke elektronikaj komponantoj povas esti tegitaj antaŭ ol ili estas fabrikataj aŭ pro la bezono de riparado. Por la fabrikado de ultra-grandskalaj integraj cirkvitoj (VLSI, ULSI), PECVD-teknologio estas sukcese aplikata al la formado de silicia nitrida filmo (SiN) kiel la fina protekta filmo post la formado de Al-elektroda drataro, same kiel platigo kaj la formado de silicia oksida filmo kiel intertavola izolado. Kiel maldikfilmaj aparatoj, PECVD-teknologio ankaŭ estis sukcese aplikata al la fabrikado de maldikfilmaj transistoroj (TFT) por LCD-ekranoj, ktp., uzante vitron kiel la substraton en la aktiva matrica metodo. Kun la disvolviĝo de integraj cirkvitoj al pli granda skalo kaj pli alta integriĝo kaj la vasta uzo de kunmetitaj duonkonduktaĵaj aparatoj, PECVD devas esti efektivigita je pli malalta temperaturo kaj pli altaj elektronenergiaj procezoj. Por plenumi ĉi tiun postulon, teknologioj, kiuj povas sintezi pli alte platecajn filmojn je pli malaltaj temperaturoj, estas disvolvotaj. La SiN kaj SiOx-filmoj estis amplekse studitaj uzante ECR-plasmon kaj novan plasmo-kemia vapora deponado (PCVD) teknologion kun helikforma plasmo, kaj atingis praktikan nivelon en la uzo de intertavolaj izolajzofilmoj por pli grandskalaj integraj cirkvitoj, ktp.
Afiŝtempo: 8-a de novembro 2022